(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210560366.9 (22)申请日 2022.05.23 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 张惠斌　邓伟　王明微　周竞涛　 马鑫　姚露　 (74)专利代理 机构 西安匠星互智知识产权代理 有限公司 612 91 专利代理师 陈星 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种面向装配过程的低压转子同轴度预测 方法 (57)摘要 本发明提出一种面向装配过程的低压转子 同轴度预测方法， 考虑到了影 响同轴度变化的装 配因素， 并针对螺栓预紧力和其他装配因素的动 态变化性及复杂的耦合作用关系， 使用有限元仿 真的方式建立弹性相互作用矩 阵实现螺栓预紧 力的动态计算； 且考虑到了装配因素变化与同轴 度变化本身具备的规律性， 并有针对性地利用 GRU网络在解决时序相关问题方面的优势学习训 练得到预紧力、 其他装配因素与同轴度变化之间 的关联关系， 从而能够大幅提升了预测模型的适 用性与准确性。 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 CN 115146399 A 2022.10.04 CN 115146399 A 1.一种面向装配过程的低压转子同轴度预测方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤1： 对低压转子装配过程中， 在特定装配工艺下的多螺栓拧紧过程进行数值模拟， 通过拟合预紧力变化值建立 弹性相互作用模型， 并解算得到当前装配工艺下的弹性相互作 用矩阵[A]； 步骤2： 建立基于GRU网络的低压转子同轴度预测模型， 并对模型进行训练， 得到训练完 成的基于GRU网络的同轴度预测模型； 其中进行同轴度预测模型训练时的输入包括： 装配过程的时间步Tstep、 该时间步内的转 子装配影响因素 F、 该时间步内的同轴度低压转子 Coa； 所述转子装配影响因素F包 括装配工艺Fgy， 且装配工艺Fgy通过步骤1得到的弹性相互作 用矩阵[A]转换为装配过程中的螺 栓预紧力， 并输入同轴度预测模型； 步骤3： 实际装配过程中， 以转子装配影响因素作为输入， 输入到步骤2训练好的同轴度 预测模型中， 实现装配过程中的低压转子同轴度预测方法。 2.根据权利要求1所述 一种面向装配过程的低压转子同轴度预测方法， 其特 征在于： 步骤1中， 所述弹性相互作用模型为： Prlod＝A(Tlj,Tsx,Tlc,Tqd) 其中Prlod为螺栓组预紧力； A为弹性相互作用矩阵； Tlj为螺栓拧紧力矩； Tsx为螺栓拧紧 顺序； Tbs为螺栓拧紧轮次； Tqd为螺栓拧紧起 点。 3.根据权利要求2所述 一种面向装配过程的低压转子同轴度预测方法， 其特 征在于： 步骤1中， 根据螺栓拧紧力矩Tlj、 螺栓拧紧顺序Tsx、 螺栓拧紧轮次Tbs、 螺栓拧紧起点Tqd， 对该装配工艺下的螺 栓拧紧过程进行仿真， 根据仿真结果， 利用公式 解算得到当前装配工艺下的弹性相互作用矩阵[A]； 其中aij表示弹性相互作用矩阵系 数， fij表示螺栓j拧紧后， 第i个螺栓的剩 余预紧力； Δfj表示第j个螺栓拧紧时预紧力的变 化量。 4.根据权利要求1所述一种面向装配过程的低压转子同轴度 预测方法， 其特征在于： 步 骤2中， 所述装配工艺Fgy包括螺栓拧紧力矩、 拧紧顺序、 拧紧轮次、 拧紧起点和盘鼓安装相 位； 其中螺栓拧紧力矩、 拧紧顺序、 拧紧轮次、 拧紧起点通过步骤1得到的弹性相互作用矩阵 [A]转换为装配过程中的螺 栓预紧力， 连同盘鼓安装相位 一并输入同轴度预测模型。 5.根据权利要求4所述一种面向装配过程的低压转子同轴度 预测方法， 其特征在于： 利 用螺栓拧紧力矩、 拧紧顺序、 拧紧轮次、 拧紧起 点， 根据弹性相互作用公式 {F0}+[A]{ΔF}＝{Ff} 将每一加载步 之后， 各个螺栓 预紧力； 其中{F0}为加载步前螺栓预紧力(n ×1)； [A]为与 当前装配工艺对应的弹性相互作用矩阵(n ×n)； {ΔF}为加载步后螺栓预紧力增量(n ×1)； {Ff}为加载步后螺栓预紧力(n ×1)； n为螺栓 组中的螺栓数目； 每次拧紧一个螺栓为一个加权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115146399 A 2载步。 6.根据权利要求1或5所述一种面向装配过程的低压转子同轴度预测方法， 其特征在 于： 转子装配过程中的影响因素还包括加工质量Fjg、 材料属性Fd、 装配精度Fjd和环境参数 Fhj。 7.根据权利要求6所述一种面向装配过程的低压转子同轴度 预测方法， 其特征在于： 所 述加工质量Fjg进行向量形式表达式为： Fjg＝(Qpm,Qtd,Qcc,Qzx,Qy,Qcz,Qtz) 式中Qpm为盘鼓上下止口配合平面度； Qtd为盘鼓配合止口处相对于旋转轴跳动度； Qcc为 盘鼓止口配 合处表面粗糙度； Qzx为盘鼓中心轴线直线度； Qy为盘鼓外圆与内 圆圆度； Qcz为盘 鼓端面与轴线位置垂直度； Qtz为盘鼓自身同轴度； 所述材料属性Fd进行向量形式表达式为： Fcl＝(E, τ, ρ, μ ) 式中E为杨氏模量； τ 为泊松比； ρ 为密度； μ为摩擦系数； 所述装配精度Fjd进行向量形式表达式为： Fjd＝(Paral,I ntf) 式中Paral为盘鼓止口上 下端面装配平行度； I ntf为盘鼓止口装配过盈量； 所述环境 参数Fhj进行向量形式表达式为： Fhj＝(T,RH) 式中T为进行转子装配时的环境温度； RH进行转子装配时的环境湿度。 8.根据权利要求7所述一种面向装配过程的低压转子同轴度 预测方法， 其特征在于： 采 用z‑score标准化方法对转子装配过程中的影响因素数据进行标准化处理， 使所有影响因 素数据都处于同一 量级。 9.一种计算机设备， 其特征在于， 包括： 至少一个连接的处理器、 存储器和收发器； 其中 所述存储器用于存储程序 代码， 所述处理器用于调用所述存储器中的程序 代码来执行权利 要求1至8中任一项所述 面向装配过程的低压转子同轴度预测方法的步骤。 10.一种计算机存储介质， 其特征在于， 包括： 指令， 当所述指令在计算机上运行时， 使 得所述计算机执行权利要求1至8 中任一项所述面向装配过程的低压转子同轴度预测方法 的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115146399 A 3